木纤维仿生制备铈锆固溶体光催化降解甲基橙
2021-09-30郭明辉江宜航张硕
森林工程 2021年5期
郭明辉,江宜航,张硕
(东北林业大学 材料科学与工程学院,哈尔滨 150040)
0 引言
随着工业化进程的发展,人类向水体中排放的大分子有机污染物日益增多,这些大分子有机污染物破坏着地球的生态平衡,并对人类的生存构成威胁。如阴离子甲基橙,这类大分子有机污染物来源于工业中的印染废水,甲基橙因其高生物需氧量(BOD)、高毒性和生物可降解性差[1],严重影响水生植物的光合作用和水生动物在水体和生态系统中的生长,对水体环境和人类健康有着巨大威胁。因此,有效去除甲基橙对环境保护和人类健康具有重要意义。
目前降解水中含有的大分子有机污染物是亟待解决的问题,为此能降解水中大分子有机污染物的光催化剂得到了广泛的关注。如二氧化铈(CeO2)由于其独特的立方萤石型结构,且 Ce3+/Ce4+可相互转换使其拥有丰富的氧空位,有着良好的氧化还原性能和极高的储放氧能力,使其在近几年来在光催化领域备受关注[2-3]。然而,CeO2存在一些自身缺陷,在400 ℃以上时易烧结,导致颗粒团聚增大,从而使其比表面积减少[4],降低了催化效率,限制了CeO2在光催化领域的应用。
冒德寿等[4]首次提出在纯CeO2引进Zr4+,在CeO2晶格中引入Zr4+,得到铈锆固溶体,在氧化还原性能方面取得较大进展。为了更好地提升铈锆固溶体的氧化还原能力,不少研究从调控铈锆固溶体结构入手,通过掺杂少量过渡金属,如Ag[5]、Ni[6-7]、Pd[8]或其他稀土金属来改变其能带结构以提升氧化还原能力,从而得到高活性的光催化剂。……
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